Detecció de fòsfor total (TP) a l'aigua

El fòsfor total és un important indicador de la qualitat de l'aigua, que té un gran impacte en el medi ambient ecològic de les masses d'aigua i la salut humana. El fòsfor total és un dels nutrients necessaris per al creixement de les plantes i les algues, però si el fòsfor total de l'aigua és massa alt, provocarà l'eutrofització del cos d'aigua, accelerarà la reproducció d'algues i bacteris, provocarà floracions d'algues, i afectar greument el medi ecològic de la massa d'aigua. I en alguns casos, com l'aigua potable i l'aigua de la piscina, els nivells elevats de fòsfor total poden causar danys a la salut humana, especialment als nadons i a les dones embarassades.
Fonts de fòsfor total a l'aigua
(1) Contaminació agrícola
La contaminació agrícola es deu principalment a l'ús extensiu de fertilitzants químics, i el fòsfor dels fertilitzants químics flueix a les masses d'aigua mitjançant l'aigua de pluja o el reg agrícola. Normalment, només el 10%-25% del fertilitzant pot ser utilitzat per les plantes, i el 75%-90% restant es deixa al sòl. Segons resultats d'investigacions anteriors, entre el 24% i el 71% del fòsfor de l'aigua prové de la fertilització agrícola, de manera que la contaminació per fòsfor a l'aigua es deu principalment a la migració del fòsfor del sòl a l'aigua. Segons les estadístiques, la taxa d'utilització dels fertilitzants de fosfat és generalment només del 10% al 20%. L'ús excessiu de fertilitzants de fosfat no només provoca el malbaratament de recursos, sinó que també fa que l'excés de fertilitzant de fosfats contamini les fonts d'aigua a través de l'escorrentia superficial.

(2) aigües residuals domèstiques
Les aigües residuals domèstiques inclouen les aigües residuals d'edificis públics, les aigües residuals domèstiques i les aigües residuals industrials abocades a les clavegueres. La principal font de fòsfor a les aigües residuals domèstiques és l'ús de productes de rentat que contenen fòsfor, excrements humans i escombraries domèstiques. Els productes de rentat utilitzen principalment fosfat de sodi i fosfat de polisòdi, i el fòsfor del detergent flueix al cos d'aigua amb les aigües residuals.

(3) Aigües residuals industrials
Les aigües residuals industrials són un dels principals factors que provoquen l'excés de fòsfor a les masses d'aigua. Les aigües residuals industrials tenen les característiques d'alta concentració de contaminants, molts tipus de contaminants, difícils de degradar i components complexos. Si les aigües residuals industrials s'aboquen directament sense tractament, provocaran un gran impacte en la massa d'aigua. Efectes adversos sobre el medi ambient i la salut dels residents.

Mètode d'eliminació de fòsfor d'aigües residuals
(1) Electròlisi
Mitjançant el principi de l'electròlisi, les substàncies nocives de les aigües residuals experimenten una reacció de reducció i una reacció d'oxidació als pols negatiu i positiu respectivament, i les substàncies nocives es converteixen en substàncies inofensives per aconseguir el propòsit de la purificació de l'aigua. El procés d'electròlisi té els avantatges d'alta eficiència, equips senzills, fàcil operació, alta eficiència d'eliminació i industrialització de l'equip; no necessita afegir coagulants, netejadors i altres productes químics, evita l'impacte en el medi natural, i al mateix temps redueix costos. Es produirà una petita quantitat de fangs. Tanmateix, el mètode d'electròlisi ha de consumir energia elèctrica i materials d'acer, el cost operatiu és elevat, el manteniment i la gestió són complicats i el problema de l'ús integral dels sediments necessita més investigació i solució.

(2) Electrodiàlisi
En el mètode d'electrodiàlisi, mitjançant l'acció d'un camp elèctric extern, els anions i cations de la solució aquosa es mouen a l'ànode i al càtode respectivament, de manera que la concentració d'ions al mig de l'elèctrode es redueix molt i la concentració d'ions. prop de l'elèctrode augmenta. Si s'afegeix una membrana d'intercanvi iònic al mig de l'elèctrode, es pot aconseguir la separació i la concentració. l'objectiu de. La diferència entre l'electrodiàlisi i l'electròlisi és que, tot i que la tensió de l'electrodiàlisi és alta, el corrent no és gran, cosa que no pot mantenir la reacció redox contínua necessària, mentre que l'electròlisi és tot el contrari. La tecnologia d'electrodiàlisi té els avantatges de no necessitar cap producte químic, equips i procés de muntatge senzills i un funcionament còmode. No obstant això, també hi ha alguns inconvenients que limiten la seva àmplia aplicació, com ara l'elevat consum d'energia, els alts requisits per al pretractament d'aigua bruta i la poca estabilitat del tractament.

(3) Mètode d'adsorció
El mètode d'adsorció és un mètode en el qual determinats contaminants de l'aigua són adsorbits i fixats per sòlids porosos (adsorbents) per eliminar els contaminants de l'aigua. En general, el mètode d'adsorció es divideix en tres passos. En primer lloc, l'adsorbent està en contacte total amb les aigües residuals perquè els contaminants s'adsorbeixin; segon, la separació de l'adsorbent i de les aigües residuals; tercer, la regeneració o renovació de l'adsorbent. A més del carbó activat àmpliament utilitzat com a adsorbent, la resina d'adsorció macroporosa sintètica també s'utilitza àmpliament en l'adsorció del tractament d'aigua. El mètode d'adsorció té els avantatges d'un funcionament senzill, un bon efecte de tractament i un tractament ràpid. Tanmateix, el cost és elevat i l'efecte de saturació d'adsorció disminuirà. Si s'utilitza l'adsorció de resina, es requereix una anàlisi després de la saturació de l'adsorció i el líquid residual d'anàlisi és difícil de tractar.

(4) Mètode d'intercanvi iònic
El mètode d'intercanvi d'ions està sota l'acció de l'intercanvi d'ions, els ions de l'aigua s'intercanvien per fòsfor a la matèria sòlida i el fòsfor s'elimina mitjançant resina d'intercanvi d'anions, que pot eliminar ràpidament el fòsfor i tenir una alta eficiència d'eliminació de fòsfor. Tanmateix, la resina d'intercanvi té els inconvenients d'una intoxicació fàcil i una regeneració difícil.

(5) Mètode de cristal·lització
L'eliminació de fòsfor per cristal·lització consisteix a afegir una substància similar a la superfície i l'estructura del fosfat insoluble a les aigües residuals, destruir l'estat metaestable dels ions a les aigües residuals i precipitar cristalls de fosfat a la superfície de l'agent de cristal·lització com a nucli de cristall, i després separar i eliminar el fòsfor. Els materials minerals que contenen calci es poden utilitzar com a agents de cristal·lització, com ara roca fosfatada, carbó ossi, escòria, etc., entre els quals la roca fosfatada i la carbassa òssia són més efectives. Estalvia espai al sòl i és fàcil de controlar, però té uns requisits de pH elevats i una certa concentració d'ions calci.

(6) Zona humida artificial
L'eliminació de fòsfor construït en zones humides combina els avantatges de l'eliminació biològica de fòsfor, l'eliminació de fòsfor per precipitació química i l'eliminació de fòsfor per adsorció. Redueix el contingut de fòsfor mitjançant l'absorció i assimilació biològica i l'adsorció del substrat. L'eliminació de fòsfor es fa principalment mitjançant l'adsorció de substrats de fòsfor.

En resum, els mètodes anteriors poden eliminar el fòsfor de les aigües residuals de manera còmoda i ràpida, però tots tenen certs inconvenients. Si s'utilitza un dels mètodes sol, l'aplicació real pot tenir més problemes. Els mètodes anteriors són més adequats per al pretractament o el tractament avançat per a l'eliminació de fòsfor, i combinats amb l'eliminació biològica de fòsfor pot aconseguir millors resultats.
Mètode per a la determinació del fòsfor total
1. Antiespectrofotometria de molibdè-antimoni: el principi d'anàlisi i determinació de l'antiespectrofotometria de molibdè-antimoni és: en condicions àcides, el fòsfor de les mostres d'aigua pot reaccionar amb l'àcid de molibdè i el tartrat de potassi antimoni en forma d'ions per formar molibdè àcid. complexos. Poliàcid, i aquesta substància es pot reduir per l'agent reductor àcid ascòrbic per formar un complex blau, que anomenem blau de molibdè. Quan s'utilitza aquest mètode per analitzar mostres d'aigua, s'han d'utilitzar diferents mètodes de digestió segons el grau de contaminació de l'aigua. La digestió del persulfat de potassi s'adreça generalment a mostres d'aigua amb un baix grau de contaminació, i si la mostra d'aigua està molt contaminada, generalment apareixerà en forma de baix oxigen, sals metàl·liques altes i matèria orgànica. En aquest moment, hem d'utilitzar una digestió de reactiu oxidant més fort. Després de la millora i la perfecció contínues, l'ús d'aquest mètode per determinar el contingut de fòsfor a les mostres d'aigua no només pot escurçar el temps de control, sinó que també té una alta precisió, una bona sensibilitat i un límit de detecció baix. A partir d'una comparació exhaustiva, aquest és el millor mètode de detecció.
2. Mètode de reducció de clorur fèrric: barregeu la mostra d'aigua amb àcid sulfúric i escalfeu-la fins a ebullició, després afegiu clorur fèrric i àcid sulfúric per reduir el fòsfor total a ió fosfat. A continuació, utilitzeu molibdat d'amoni per a la reacció del color i utilitzeu colorimetria o espectrofotometria per mesurar l'absorbància per calcular la concentració total de fòsfor.
3. Digestió-espectrofotometria a alta temperatura: digerir la mostra d'aigua a alta temperatura per convertir el fòsfor total en ions de fòsfor inorgànic. A continuació, utilitzeu una solució àcida de dicromat de potassi per reduir l'ió fosfat i el dicromat de potassi en condicions àcides per generar Cr (III) i fosfat. Es va mesurar el valor d'absorció de Cr (III) i el contingut de fòsfor es va calcular mitjançant la corba estàndard.
4. Mètode de fluorescència atòmica: el fòsfor total de la mostra d'aigua es converteix primer en fòsfor inorgànic, i després s'analitza mitjançant un analitzador de fluorescència atòmica per determinar-ne el contingut.
5. Cromatografia de gasos: el fòsfor total de la mostra d'aigua es separa i es detecta per cromatografia de gasos. La mostra d'aigua es va tractar primer per extreure ions fosfat, i després es va utilitzar una barreja d'acetonitril-aigua (9:1) com a dissolvent per a la derivatització prèvia a la columna i, finalment, es va determinar el contingut total de fòsfor per cromatografia de gasos.
6. Turbidimetria isotèrmica: converteix el fòsfor total de la mostra d'aigua en ions fosfat, després afegeix un tampó i un reactiu d'àcid molibdovanadofosfòric (MVPA) per reaccionar per formar un complex groc, mesura el valor d'absorbància amb un colorímetre i després es va utilitzar la corba de calibratge. per calcular el contingut total de fòsfor.